传统的光学系统（例如照相机和望远镜）将光学元件轴向排列，由于 EUV 光的波长极短且吸收率高，这种方式并不适合 EUV 光。相反，EUV 光使用月牙形镜子进行引导，但这会导致光线偏离中心轴，从而降低光学性能。

为了解决这个问题，新技术将两个轴对称镜子以线性配置排列，这些镜子具有较小的中心孔径。EUV 光在每次镜子反射时会损失约 40% 的能量，因此传统系统需要大约 10 个镜子，只有约 1% 的 EUV 能量到达晶圆。通过将镜子数量限制为四个，新系统可使超过 10% 的能量到达晶圆，从而显著降低功耗。

新型 EUV 技术的核心投影仪使用两面镜子将掩模图像传输到晶圆上，类似于望远镜。与传统系统所需的六面镜子相比，这种简单的设置是通过重新思考光学像差校正理论实现的，其性能已通过光学仿真软件验证。该团队还开发了一种新的“双线场”照明光学方法，允许 EUV 光在不干扰光路的情况下被引导到平面掩模上。

技术价值观察

光刻机又称掩模对准机、曝光系统或光刻系统，是半导体制造的关键设备。它们使用类似于照片显影的工艺将复杂的图案从掩模转移到硅片上。这些机器在半导体行业中至关重要，因为光刻决定了半导体线的宽度，并影响芯片的性能和功耗。光刻机行业的上游包括核心部件和配套设施，而下游则专注于半导体和集成电路的制造和封装。

日本大学教授设计出超越现有半导体制造标准的极紫外（EUV）光刻技术，大幅降低生产成本，该技术位于光刻机产业链上游。

宏观市场观察

光刻机又称掩模版对准机、曝光机或光刻系统，是芯片制造和高端光刻胶研发的关键设备。根据晶科材料关于高端光刻胶研发的信息，设备及安装费用占总投资的69%，其中光刻机占44%。

EUV 光刻机的出现

过去十年，光刻技术从早期的G线（436nm）系统发展到最新的极紫外（EUV）光刻机。这一发展过程从接触式到接近式，最后到步进重复系统。EUV光刻机是芯片生产必不可少的工具，是制造先进集成电路的核心。它们对于生产晶圆尺寸小于5纳米的芯片至关重要，而这些芯片只能使用EUV技术制造。

全球光刻机销量

全球光刻机市场集中度较高，前三大厂商占据90%以上市场份额。2015年至2020年，全球光刻机销量整体呈增长态势，413年全球光刻机销量达2020台，较上一年增长16.7%。

光刻机的发展与销售

光刻机从G线、I线发展到KrF、ArF，再到现在的EUV技术，2020年全球销量以中低端产品（KrF、I线）为主，共计264台，约占65%的市场份额，高端EUV机台销量为31台，约占19%。

ASML 领跑全球光刻机市场

2020年，荷兰公司ASML以62%的份额、出货量258台领跑全球光刻机市场，超越尼康和佳能。

E紫外光刻机定价

EUV光刻机因其高技术壁垒，每台价值约150亿欧元。目前，ASML是唯一一家能够生产该机的公司。自2018年以来，ASML的EUV光刻机价格稳步上涨，截至154年4月2021日，每台EUV光刻机价格约为11.7亿欧元，折合人民币1亿元（汇率：7.6欧元=XNUMX人民币）。